م/ محمد أحمد زكي
16-05-2005, 03:48 PM
Communications Satellites
2
Why Satellite for Communications?
By the end of World War II, the world had had a taste of "global communications.". We had, of course, been able to do transatlantic telephone calls and telegraph via underwater cables for almost 50 years. At exactly this time, however, a new phenomenon was born. The first television programs were being broadcast, but the greater amount of information required to transmit television pictures required that they operate at much higher frequencies than radio stations. Frequency is simply the number of times that an electrical signal "wiggles" in 1 second. Frequency is measured in Hertz. One Hertz means that the signal wiggles 1 time/second. A frequency of 1020 kiloHertz means that the electrical signal from that station wiggles 1,020,000 times in one second.
ما حاجة الاتصالات للأقمار الصناعية ؟
مع نهاية الحرب العالمية الثانية عرف العالم طعم " الاتصالات العالمية ". لقد كنا طبعاً قادرين على إجراء الاتصالات الهاتفية و التلغرافات عبر الأطلسي بواسطة كوابل تحت الماء ، لحوالي خمسين عاماً. في الوقت نفسه ،من ناحية ثانية ، ولدت ظاهرة جديدة. البرامج التلفزيونية الأولى كانت تبث ، لكن الكمية الكبيرة من المعلومات اللازمة لإرسال الصور التلفزيونية تطلبت العمل على ترددات أعلى بكثير من تلك المستخدمة في محطات الراديو. التردد ببساطة هو عدد المرات التي تهتز بها الإشارة الكهربائية في ثانية واحدة. 1 هرتز تعني أن الإشارة تهتز مرة كل ثانية. تردد 1020 كيلو هرتز يعني أن الإشارة الكهربائية في تلك المحطة (راديو) تهتز 1.020.000 مرة في ثانية واحدة.
The expressions "kilo", "mega", and "giga" are used by scientists as a shorthand way of expressing very large numbers. The prefix "kilo" in front of a unit means 1000 of that unit. "Kilo is abbreviated as k. For example, a kilogram (Kg) is 1000 grams. In the same way, "mega" means 1 million. Mega is abbreviated as M. A megawatt (MW) is 1,000,000 watts. The prefix "giga" stands for 1 billion. It is abbreviated as G. Hence a gigabit (Gbit) of data is 1,000,000,000 bits of data
التعابير كيلو و ميجا و جيجا تستخدم من قبل العلماء كطريقة مختصرة للتعبير عن أعداد كبيرة جداً. البادئة كيلو في مقدمة الواحدة تعني ألفاً من هذه الواحدة , تختصر كيلو بـ ك . على سبيل المثال كغ هو 1000 غرام ، و بشكل مماثل الميغا تعني مليون ، تختصر ميغا بـ M ، الميغاوات هو 1000000 وات. البادئة جيجا تعني بليون و تختصر بـ G ،و هكذا جيجا بت من البيانات هي ألف مليون بت من البيانات.
Television signals, however required much higher frequencies because they were transmitting much more information - namely the picture. A typical television station would operate at a frequency of 175 MHz. As a result, television signals would not propagate the way radio signals did.
Both radio and television frequency signals can propagate directly from transmitter to receiver. This is a very dependable signal, but it is more or less limited to line of sight communication. The mode of propagation employed for long distance (1000s of miles) radio communication was a signal which traveled by bouncing off the charged layers of the atmosphere (ionosphere) and returning to earth. The higher frequency television signals did not bounce off the ionosphere and as a result disappeared into space in a relatively short distance.
Consequently, television reception was "line-of-sight" phenomenon ,and television broadcasts were limited to a range of 20 or 30 miles or perhaps across the continent by coaxial cable.
الإشارات المرئية (التلفزيونية) على كل حال تتطلب ترددات أعلى لأنها تنقل معلومات أكثر – أي الصورة. المحطة التلفزيونية النموذجية تعمل على تردد 175MHz . و كنتيجة الإشارات التلفزيونية سوف لن تنتشر بنفس طريقة الإشارات الراديوية.
الإشارات الترددية الراديوية و التلفزيونية على حد سواء يمكنها الانتشار مباشرة من المرسل إلى المستقبل. هذه الإشارة تكون عالية الموثوقية و لكنها تقريباً مقتصرة على اتصالات خط النظر. إن نمط الانتشار المتبع من أجل الاتصالات الراديوية للمسافات البعيدة (آلاف الأميال) ، كان إشارة تنتقل عن طريق الارتداد عن الطبقات المشحونة في الجو ( المسماة أيونوسفير ) و عودتها إلى الأرض. الترددات التلفزيونية العالية لا ترتد عن الأيونوسفير ( المترجم :لأن أطوال موجتها صغيرة و بالتالي طاقتها عالية كفاية لاختراق هذه الطبقة) و كنتيجة تختفي في الفضاء لمسافة قصيرة نسبياً.
و هكذا فإن الاستقبال التلفزيوني كان ظاهرة (خط النظر) و الارسال التلفزيوني كان محدداً بمجال 20 إلى 30 ميل أو ربما عبر القارة باستخدام الكبل المحوري.
Low Earth-Orbiting Communications Satellites
In 1960, the simplest communications satellite ever conceived was launched. It was called Echo, because it consisted only of a large aluminized plastic balloon. Radio and TV signals transmitted to the satellite would be reflected back to earth and could be received by any station within view of the satellite.
Unfortunately, in its low earth orbit, the Echo satellite circled the earth every ninety minutes. This meant that although virtually everybody on earth would eventually see it, no one person, ever saw it for more than 10 minutes .
أقمار الاتصالات ذات المدارات القريبة من الأرض
في عام 1960 ،أطلق أبسط قمر اتصالات يمكن تصوره ، كان يدعى Echo ، ذلك أنه كان مؤلفاً فقط من بالون بلاستيكي معالج بالألمنيوم ، إشارات الراديو و التلفزيون المرسلة إلى القمر الصناعي ستنعكس ثانية إلى الأرض و سيتم استقبالها عن طريق أي محطة في مجال رؤية القمر الصناعي.
لسوء الحظ ، من مداره القريب من الأرض، سيلف Echo الأرض كل تسعين دقيقة . معنى هذا أنه بالرغم من أن كل شخص على الأرض فعلياً سيراه ( للقمر) في النهاية ، فإنه لا يوجد شخص واحد رأى القمر لأكثر من عشر دقائق.
Geosynchronous Communications Satellites
The solution to the problem of availability, of course, lay in the use of the geosynchronous orbit. In 1963, the necessary rocket booster power was available for the first time and the first geosynchronous satellite , Syncom 2, was launched by NASA. For those who could "see" it, the satellite was available 100% of the time, 24 hours a day. The satellite could view approximately 42% of the earth. For those outside of that viewing area, of course, the satellite was NEVER available.
However, a system of three such satellites, with the ability to relay messages from one to the other could interconnect virtually all of the earth except the polar regions. The one disadvantage (for some purposes) of the geosynchronous orbit is that the time to transmit a signal from earth to the satellite and back is approximately ¼ of a second - the time required to travel 22,000 miles up and 22,000 miles back down at the speed of light
Today, there are approximately 150 communications satellites in orbit, with over 100 in geosynchronous orbit. One of the biggest sponsors of satellite development was Intelsat, an internationally-owned corporation which has launched 8 different series of satellites (4 or 5 of each series) over a period of more than 30 years. Spreading their satellites around the globe and making provision to relay from one satellite to another, they made it possible to transmit 1000s of phone calls between almost any two points on the earth
أقمار الاتصالات المتواقتة مع الأرض:
إن حل مشكلة الإتاحة كان طبعاً مرهوناً باستخدام المدار المتواقت مع الأرض ،في عام 1963 طاقة المحرك الصاروخي اللازمة لذلك أصبحت متاحة لأول مرة ، و أطلقت ناسا أول قمر صناعي متواقت أرضياً وهو Syncom 2 . الذين كان باستطاعتهم رؤية القمر (المترجم: نعني هنا بالرؤية تغطية القمر لمنطقتهم) ، فإن القمر كان متاحاً لهم طوال الوقت، 24 ساعة في اليوم. القمر الصناعي استطاع تغطية ما يقارب 42% من الأرض ، طبعاً أولئك الذين هم خارج التغطية لم يكن القمر متاحاً لهم.
على كل حال ، نظام مكون من 3 أقمار شبيهة ، مع إمكانية نقل الرسائل من أحدهم للأخر ، يمكنه عملياً ربط الأرض كلها عدا المناطق القطبية. السيئة الوحيدة ( بالنسبة لبعض الأغراض ) للمدار المتواقت أرضياً هو أن زمن إرسال الإشارة و عودتها هو تقريباً ربع ثانية ( الزمن اللازم لقطع 22000 ميل صعوداً ومثلها هبوطاً بسرعة الضوء).
اليوم هنالك تقريباً 150 قمر اتصالات منها أكثر من مائة قمر على المدار المتواقت أرضياً. واحدة من أكبر رعاة تطوير القمر الصناعي هي إنتلسات : وهي شركة ذات ملكية دولية و التي أطلقت 8 سلاسل مختلفة من الأقمار الصناعية ( 4 أو 5 في كل سلسلة) بفترة تتجاوز الثلاثين عاماً. إن نشرهم لأقمارهم الصناعية حول الكرة و إتاحتهم للنقل من قمر لأخر جعل من الممكن إرسال آلاف المكالمات الهاتفية بين أي نقطتين على الأرض تقريباً.
Time out
A geosynchronous satellite must orbit at 22,300 miles altitude and it must be over the earth's equator. As a result, there are a limited number of "slots" for satellites. The allocation of these slots is carefully regulated by an international governing body. Needless to say, both processes are highly political inasmuch as (1) there are billions of dollars to be made, and (2) few things are more prestigious for a small, newly independent country than to be able to say, "We have our own satellite." To date (and for the foreseeable future) satellite communications is the biggest and virtually only money-making business in space.
القمر المتواقت مع الأرض يجب أن يدور على ارتفاع 22.300 ميل و عليه أن يكون فوق مدار الاستواء. و كنتيجة هنالك عدد محدد من " الأماكن" للأقمار الصناعية. إن توزيع هذه الأماكن ينظم بعناية عن طريق هيئة دولية منظمة. إنه ليس من الضروري القول (أمر مفروغ منه) أن العمليتين سياسيتين بشكل كبير و ذلك بسبب:1- ثمة بلايين الدولارات التي تجمع،و 2- بعض الأمور تكون أكثر اعتباراً (أهمية) بالنسبة للبلدان الصغيرة الحديثة الاستقلال من أن تكون قادرة على القول " نحن نملك قمراً صناعياً خاصاً بنا ". حتى هذا التاريخ ( و للمستقبل المنظور ) اتصالات القمر الصناعي هي العمل الأكبر بل و الوحيد الذي يجمع الأموال من الفضاء.
المصدر (http://www.nawatt.com)
2
Why Satellite for Communications?
By the end of World War II, the world had had a taste of "global communications.". We had, of course, been able to do transatlantic telephone calls and telegraph via underwater cables for almost 50 years. At exactly this time, however, a new phenomenon was born. The first television programs were being broadcast, but the greater amount of information required to transmit television pictures required that they operate at much higher frequencies than radio stations. Frequency is simply the number of times that an electrical signal "wiggles" in 1 second. Frequency is measured in Hertz. One Hertz means that the signal wiggles 1 time/second. A frequency of 1020 kiloHertz means that the electrical signal from that station wiggles 1,020,000 times in one second.
ما حاجة الاتصالات للأقمار الصناعية ؟
مع نهاية الحرب العالمية الثانية عرف العالم طعم " الاتصالات العالمية ". لقد كنا طبعاً قادرين على إجراء الاتصالات الهاتفية و التلغرافات عبر الأطلسي بواسطة كوابل تحت الماء ، لحوالي خمسين عاماً. في الوقت نفسه ،من ناحية ثانية ، ولدت ظاهرة جديدة. البرامج التلفزيونية الأولى كانت تبث ، لكن الكمية الكبيرة من المعلومات اللازمة لإرسال الصور التلفزيونية تطلبت العمل على ترددات أعلى بكثير من تلك المستخدمة في محطات الراديو. التردد ببساطة هو عدد المرات التي تهتز بها الإشارة الكهربائية في ثانية واحدة. 1 هرتز تعني أن الإشارة تهتز مرة كل ثانية. تردد 1020 كيلو هرتز يعني أن الإشارة الكهربائية في تلك المحطة (راديو) تهتز 1.020.000 مرة في ثانية واحدة.
The expressions "kilo", "mega", and "giga" are used by scientists as a shorthand way of expressing very large numbers. The prefix "kilo" in front of a unit means 1000 of that unit. "Kilo is abbreviated as k. For example, a kilogram (Kg) is 1000 grams. In the same way, "mega" means 1 million. Mega is abbreviated as M. A megawatt (MW) is 1,000,000 watts. The prefix "giga" stands for 1 billion. It is abbreviated as G. Hence a gigabit (Gbit) of data is 1,000,000,000 bits of data
التعابير كيلو و ميجا و جيجا تستخدم من قبل العلماء كطريقة مختصرة للتعبير عن أعداد كبيرة جداً. البادئة كيلو في مقدمة الواحدة تعني ألفاً من هذه الواحدة , تختصر كيلو بـ ك . على سبيل المثال كغ هو 1000 غرام ، و بشكل مماثل الميغا تعني مليون ، تختصر ميغا بـ M ، الميغاوات هو 1000000 وات. البادئة جيجا تعني بليون و تختصر بـ G ،و هكذا جيجا بت من البيانات هي ألف مليون بت من البيانات.
Television signals, however required much higher frequencies because they were transmitting much more information - namely the picture. A typical television station would operate at a frequency of 175 MHz. As a result, television signals would not propagate the way radio signals did.
Both radio and television frequency signals can propagate directly from transmitter to receiver. This is a very dependable signal, but it is more or less limited to line of sight communication. The mode of propagation employed for long distance (1000s of miles) radio communication was a signal which traveled by bouncing off the charged layers of the atmosphere (ionosphere) and returning to earth. The higher frequency television signals did not bounce off the ionosphere and as a result disappeared into space in a relatively short distance.
Consequently, television reception was "line-of-sight" phenomenon ,and television broadcasts were limited to a range of 20 or 30 miles or perhaps across the continent by coaxial cable.
الإشارات المرئية (التلفزيونية) على كل حال تتطلب ترددات أعلى لأنها تنقل معلومات أكثر – أي الصورة. المحطة التلفزيونية النموذجية تعمل على تردد 175MHz . و كنتيجة الإشارات التلفزيونية سوف لن تنتشر بنفس طريقة الإشارات الراديوية.
الإشارات الترددية الراديوية و التلفزيونية على حد سواء يمكنها الانتشار مباشرة من المرسل إلى المستقبل. هذه الإشارة تكون عالية الموثوقية و لكنها تقريباً مقتصرة على اتصالات خط النظر. إن نمط الانتشار المتبع من أجل الاتصالات الراديوية للمسافات البعيدة (آلاف الأميال) ، كان إشارة تنتقل عن طريق الارتداد عن الطبقات المشحونة في الجو ( المسماة أيونوسفير ) و عودتها إلى الأرض. الترددات التلفزيونية العالية لا ترتد عن الأيونوسفير ( المترجم :لأن أطوال موجتها صغيرة و بالتالي طاقتها عالية كفاية لاختراق هذه الطبقة) و كنتيجة تختفي في الفضاء لمسافة قصيرة نسبياً.
و هكذا فإن الاستقبال التلفزيوني كان ظاهرة (خط النظر) و الارسال التلفزيوني كان محدداً بمجال 20 إلى 30 ميل أو ربما عبر القارة باستخدام الكبل المحوري.
Low Earth-Orbiting Communications Satellites
In 1960, the simplest communications satellite ever conceived was launched. It was called Echo, because it consisted only of a large aluminized plastic balloon. Radio and TV signals transmitted to the satellite would be reflected back to earth and could be received by any station within view of the satellite.
Unfortunately, in its low earth orbit, the Echo satellite circled the earth every ninety minutes. This meant that although virtually everybody on earth would eventually see it, no one person, ever saw it for more than 10 minutes .
أقمار الاتصالات ذات المدارات القريبة من الأرض
في عام 1960 ،أطلق أبسط قمر اتصالات يمكن تصوره ، كان يدعى Echo ، ذلك أنه كان مؤلفاً فقط من بالون بلاستيكي معالج بالألمنيوم ، إشارات الراديو و التلفزيون المرسلة إلى القمر الصناعي ستنعكس ثانية إلى الأرض و سيتم استقبالها عن طريق أي محطة في مجال رؤية القمر الصناعي.
لسوء الحظ ، من مداره القريب من الأرض، سيلف Echo الأرض كل تسعين دقيقة . معنى هذا أنه بالرغم من أن كل شخص على الأرض فعلياً سيراه ( للقمر) في النهاية ، فإنه لا يوجد شخص واحد رأى القمر لأكثر من عشر دقائق.
Geosynchronous Communications Satellites
The solution to the problem of availability, of course, lay in the use of the geosynchronous orbit. In 1963, the necessary rocket booster power was available for the first time and the first geosynchronous satellite , Syncom 2, was launched by NASA. For those who could "see" it, the satellite was available 100% of the time, 24 hours a day. The satellite could view approximately 42% of the earth. For those outside of that viewing area, of course, the satellite was NEVER available.
However, a system of three such satellites, with the ability to relay messages from one to the other could interconnect virtually all of the earth except the polar regions. The one disadvantage (for some purposes) of the geosynchronous orbit is that the time to transmit a signal from earth to the satellite and back is approximately ¼ of a second - the time required to travel 22,000 miles up and 22,000 miles back down at the speed of light
Today, there are approximately 150 communications satellites in orbit, with over 100 in geosynchronous orbit. One of the biggest sponsors of satellite development was Intelsat, an internationally-owned corporation which has launched 8 different series of satellites (4 or 5 of each series) over a period of more than 30 years. Spreading their satellites around the globe and making provision to relay from one satellite to another, they made it possible to transmit 1000s of phone calls between almost any two points on the earth
أقمار الاتصالات المتواقتة مع الأرض:
إن حل مشكلة الإتاحة كان طبعاً مرهوناً باستخدام المدار المتواقت مع الأرض ،في عام 1963 طاقة المحرك الصاروخي اللازمة لذلك أصبحت متاحة لأول مرة ، و أطلقت ناسا أول قمر صناعي متواقت أرضياً وهو Syncom 2 . الذين كان باستطاعتهم رؤية القمر (المترجم: نعني هنا بالرؤية تغطية القمر لمنطقتهم) ، فإن القمر كان متاحاً لهم طوال الوقت، 24 ساعة في اليوم. القمر الصناعي استطاع تغطية ما يقارب 42% من الأرض ، طبعاً أولئك الذين هم خارج التغطية لم يكن القمر متاحاً لهم.
على كل حال ، نظام مكون من 3 أقمار شبيهة ، مع إمكانية نقل الرسائل من أحدهم للأخر ، يمكنه عملياً ربط الأرض كلها عدا المناطق القطبية. السيئة الوحيدة ( بالنسبة لبعض الأغراض ) للمدار المتواقت أرضياً هو أن زمن إرسال الإشارة و عودتها هو تقريباً ربع ثانية ( الزمن اللازم لقطع 22000 ميل صعوداً ومثلها هبوطاً بسرعة الضوء).
اليوم هنالك تقريباً 150 قمر اتصالات منها أكثر من مائة قمر على المدار المتواقت أرضياً. واحدة من أكبر رعاة تطوير القمر الصناعي هي إنتلسات : وهي شركة ذات ملكية دولية و التي أطلقت 8 سلاسل مختلفة من الأقمار الصناعية ( 4 أو 5 في كل سلسلة) بفترة تتجاوز الثلاثين عاماً. إن نشرهم لأقمارهم الصناعية حول الكرة و إتاحتهم للنقل من قمر لأخر جعل من الممكن إرسال آلاف المكالمات الهاتفية بين أي نقطتين على الأرض تقريباً.
Time out
A geosynchronous satellite must orbit at 22,300 miles altitude and it must be over the earth's equator. As a result, there are a limited number of "slots" for satellites. The allocation of these slots is carefully regulated by an international governing body. Needless to say, both processes are highly political inasmuch as (1) there are billions of dollars to be made, and (2) few things are more prestigious for a small, newly independent country than to be able to say, "We have our own satellite." To date (and for the foreseeable future) satellite communications is the biggest and virtually only money-making business in space.
القمر المتواقت مع الأرض يجب أن يدور على ارتفاع 22.300 ميل و عليه أن يكون فوق مدار الاستواء. و كنتيجة هنالك عدد محدد من " الأماكن" للأقمار الصناعية. إن توزيع هذه الأماكن ينظم بعناية عن طريق هيئة دولية منظمة. إنه ليس من الضروري القول (أمر مفروغ منه) أن العمليتين سياسيتين بشكل كبير و ذلك بسبب:1- ثمة بلايين الدولارات التي تجمع،و 2- بعض الأمور تكون أكثر اعتباراً (أهمية) بالنسبة للبلدان الصغيرة الحديثة الاستقلال من أن تكون قادرة على القول " نحن نملك قمراً صناعياً خاصاً بنا ". حتى هذا التاريخ ( و للمستقبل المنظور ) اتصالات القمر الصناعي هي العمل الأكبر بل و الوحيد الذي يجمع الأموال من الفضاء.
المصدر (http://www.nawatt.com)